В чём задача Мосводоканала? Обеспечивать людям дома чистую горячую и холодную воду с нормальным напором. А если что-то пошло не так, то оперативно вмешаться и вернуть воду в своё русло (в буквальном смысле).

Для этого компании архиважно знать, что происходит с водой в трубопроводе: течёт она или не течёт и течёт ли, где нужно. Если нет, то где-то скоро – да, хотя не должна. В общем, суть вы уловили.

Поэтому Мосводоканал обратился в компанию Digital Zone, которая разработала автоматизированную информационную систему (АИС) обнаружения повреждённых участков водопровода (ОПУВ) на основе Интернета вещей.

Компания Digital Zone (DZ) занимается разработкой информационных систем, веб-платформ и сервисным обслуживанием (аналитикой бизнес-процессов, оценкой установленных систем, технической поддержкой и др.).

Как жил Мосводоканал

На Мосводоканале уже была АИС ОПУВ. Она была нужна для оперативного выявления крупных изливов на водопроводной сети столицы. Анализируя изменения совокупности гидравлических показателей (прежде всего, давления в контрольных точках), она контролировала работу насосных агрегатов. При этом регулировать изменения водопотребления можно было только включая или выключая дополнительные насосные датчики.

Проще говоря, система находилась на уровне первичной автоматизации. Она представляла собой экран с полной инфраструктурой, то есть картой водопровода с отмеченными насосными станциями (подобно схеме метрополитена). Когда где-то происходил прорыв, оператор смотрел на экран и, анализируя показатели изменения давления, определял примерное местоположение аварии и принимал решение, какие заслонки перекрыть, где повысить или понизить мощность мотора и т. д.

Важно понимать, что автоматическая составляющая фиксировала факт поломки и его расположение с точностью до микрорайона. Оператору нужно в любом случае высылать бригаду на место происшествия и устранять поломку.

От звонков бабушек а-ля «ой, внученька, у нас тут горячая вода из асфальта течёт» иногда было больше толку, потому что они раздавались раньше и адрес давали точный.

Что привело водную компанию в DZ?

Разумеется, Мосводоканал хотел большего. В какой-то момент там поменяли принцип регулирования подачи воды на новый. Он заключался в поддерживании давления в текущих точках с помощью частотных регуляторов мощности насосных агрегатов. При таком подходе текущая АИС ОПУВ и вовсе потеряла актуальность, так как теперь регуляторы могли контролировать просадку давления автоматически и не позволяли давлению на месте излива упасть настолько, чтобы эта область отображалась в АИС.

Мосводоканал обратился в DZ, чтобы проапгрейдить имеющуюся АИС ОПУВ. Он просил систему, которая могла бы определить аварийный случай быстрее и точнее, отображала его на карте и не требовала дожидаться телефонных звонков от пострадавших жителей.

Перед этим Мосводоканал также внедрил систему сбора информации с многопараметрических датчиков. Теперь фиксировалось не только давление, но и расход воды по данному участку и уровень шума.

Что в конечном счёте требовалось от DZ?

Новый алгоритм, повышающий чувствительность прежней АИС: он должен выявлять повреждения с различной степенью излива (то есть до того, как вода начнёт бить фонтаном из недр земли) и максимально локально отображать на карте место аварии.

Как DZ могла его создать?

На основании гидравлических и акустических показателей с установленных Мосводоканалом датчиков, но при условии автоматического поддержания давления на контрольных точках.

Что получилось в итоге? Общая картина

Новая АИС ОПУВ с применением IoT-технологии – это система мониторинга с алгоритмом для считывания и анализа данных с многопараметрических датчиков, а также система эмуляции для анализа поведения водопроводной сети при различных сценариях.

В основе алгоритма лежала математическая модель прогнозирования и сопоставления данных в режиме реального времени. В идеале вода течёт по водопроводу по заданному маршруту (S) с заданным напором (P) определённый период времени (?), то есть налицо – цикличность действия. Именно этот цикл и описали программисты.

Данная модель прогнозирования – эталон.

А дальше программа считывает показатели с датчиков и сравнивает с эталоном.

В плане интерфейса внешне почти ничего не поменялось, зато на программном уровне айтишники опять поколдовали. Они прорисовали дополнительные слои на карте, чтобы диспетчеру было удобнее следить за происходящим.

В итоге система выдаёт информационные сообщения о выявленных отклонениях поведения водопроводной сети, показывает участок потенциальной неисправности и всю информацию, которая может помочь при принятии решения о дальнейших действиях.

Жизнь Мосводоканала после перемен

Для наглядности приведём результаты в сравнительной таблице.

Показатели/АИС	АИС ОПУВ МГУП «Мосводоканал»	Новая АИС ОПУВ
Количество датчиков	около 5 шт./10 км	около 40 шт./10 км
Время обнаружения неисправности	20 минут	5 минут
Локализация	В пределах микрорайона	1-3 кв. км

Технологию внедрили в 2012 году. Ускорив считывание и обработку данных, система позволила снизить расходы городского бюджета при аварийных ситуациях на 10-15%.